gPROMS真空沸騰式海水淡化裝置在船舶航海方面的應(yīng)用

1.      背景描述

真空沸騰式海水淡化裝置，在真空條件下加熱和汽化。

圖1真空沸騰式海水淡化裝置工作原理圖

2.      技術(shù)路線

本文利用gPROMS自帶的基礎(chǔ)模型庫搭建了與海水淡水裝置同樣工作原理的流程圖，如圖2所示。其中圖2中的“HX1”模型是缸套冷卻水與補給海水進行換熱的換熱器；圖2中的“Pipe”模型的作用是類似于海水淡化裝置中抽空氣，是為了降壓，使水分蒸發(fā)；圖2中的“Seperator”模型類似于海水淡化裝置中的冷凝器，是氣液兩相分離；圖2中的“HX2”模型是冷卻海水與淡水進行換熱的換熱器。

圖2 gPROMS中搭建的海水淡化裝置工作原理流程圖

3.      模擬計算

海水溫度：298.15K，組成：0.98/0.02(H2O/NaCl)，壓力1bar

海水加熱出口溫度：325K

真空壓力：1000Pa

淡水冷卻出口溫度：300K

計算結(jié)果如圖3所示：

圖3 計算結(jié)果

3.1裝置壓力對淡水流率的影響

裝置壓力對淡水出口流率是有顯著影響的，下圖4是裝置壓力對淡水出口流率的靈敏度分析流程圖。

圖4真空度對淡水出口流率的靈敏度分析流程圖

其結(jié)果如下圖5所示，可以得出海水裝置中壓力越小，淡水流率越大。

圖5裝置壓力對淡水流率的影響

3.2海水經(jīng)過加熱器后的出口溫度對淡水流率的影響

海水經(jīng)過加熱器后的出口溫度對淡水出口流率是有顯著影響的，下圖6是海水經(jīng)過加熱器后的出口溫度對淡水出口流率的靈敏度分析流程圖。

 

圖6 海水經(jīng)過加熱器出口溫度對淡水出口流率的靈敏度分析流程圖

其結(jié)果如下圖7所示，可以得出海水經(jīng)過加熱器出口溫度越大，淡水流率越大。

圖7海水經(jīng)過加熱器出口溫度對淡水流率的影響

4.      總結(jié)

本文在海水淡化裝置穩(wěn)定運行的假設(shè)下，研究了海水淡化裝置的真空度和海水經(jīng)過加熱器后的出口溫度對淡水出口流率的影響，計算結(jié)果表明：裝置壓力越小淡水出口流率越大，海水經(jīng)過加熱器出口溫度越大淡水出口流率越大。

gPROMS不僅具有穩(wěn)態(tài)模擬的功能，還能對動態(tài)進行模擬，之后將利用gPROMS對海水淡化裝置進行更詳細(xì)的模擬。